光学CT是一种新型的计算机断层成像技术。根据生物组织在“光谱窗”内的光学特性,光学CT利用光在组织中的传播效应来获得组织的生理状态。由于光学CT具有无损、简单、经济、便携等优点,是很有发展前途的一种医学成像方式。本文首先介绍了光在组织中的传输及其扩散近似理论,并用基于有限元方法(FEM)开发的FEMLAB软件模拟了光在生物组织中的分布,此即光学CT的正向问题。其次把光学CT逆向问题作为优化问题来研究,用模拟退火遗传算法对扩散方程的参数进行优化。用MATLAB软件进行了仿真,仿真结果证明了此方法的可行性。在研究了光学成像方法的基础上,本文设计了光学CT成像系统的电路。此电路包括光源调制电路和微弱光电流信号检测调理电路。光源选用了具有分立波长的半导体发光二极管,接收部分选用了PIN光电二极管器件。此外,由于光学CT微弱的光信号往往会被外来的干扰光淹没,所以本文还研究了一种基于相关函数的相关器,用来提取淹没于噪声中的被调制的微弱光信号。此相关器用LabVIEW语言实现。对此相关器进行仿真,仿真结果表明此相关器是有效的。上述所有工作为今后光学CT的进一步研究提供了良好的基础。